Studio di laboratorio e modellistico del trasporto di nano- e micro- particelle di ferro per la bonifica di falde contaminate

In campo ambientale le potenzialità offerte dalle nanotecnologie sono molteplici e vanno dalla prevenzione dell’inquinamento, grazie allo sviluppo di tecnologie in grado di ridurre i consumi di energia o di reagenti, all’individuazione di particolari contaminanti mediante lo sviluppo di sensori che sfruttano le straordinarie proprietà dei nanomateriali. Nell’ambito della bonifica di matrici ambientali inquinate, ed in particolare dei sistemi acquiferi, l’utilizzo di ferro zerovalente di dimensione nanometrica si è dimostrata essere una delle tecniche più interessanti e promettenti. Sebbene l’utilizzo di ferro zerovalente millimetrico all’interno di barriere reattive permeabili (permeable reactive barriers - PRBs) sia ormai diventato un metodo consolidato per il trattamento di contaminazioni da composti organici ed inorganici, questa tecnica non risulta essere sempre di facile applicazione. Il ferro nanoscopico (nanoscale zerovalent iron - NZVI), caratterizzato da particelle di diametro estremamente piccolo e compreso tra 1 e 100 nm, elevatissime superfici specifiche e reattività fino a 1000 volte superiori rispetto a quelle del ferro millimetrico (Zhang et al. 1998), può essere iniettato direttamente in falda, sotto forma di dispersioni colloidale, per trattare una gamma ancora più ampia di contaminanti e per consentire il superamento dei limiti geometrici imposti dalla realizzazione di barriere reattive permeabili. Il presente lavoro, condotto nell’ambito del progetto europeo FP7 AQUAREHAB, descrive l’attività di sperimentazione riguardante il trasporto di tali particelle ferrose in mezzi porosi saturi. Le prove sono state condotte in geometria unidimensionale iniettando, in colonne simulanti il sistema acquifero, sospensioni colloidali di ferro micro e nanometrico (alla concentrazione di 20 g/l) stabilizzate mediante l’uso di biopolimeri (quali guar gum e xanthan gum). Il software MNM1D (disponibile liberamente al link: www.polito.it/groundwater) è stato sviluppato appositamente per la simulazione dei processi accoppiati di trasporto, filtrazione delle particelle di ferro, intasamento del mezzo poroso al fine di fornire uno strumento utile al dimensionamento di un intervento di iniezione su scala reale.